在认为时空结构会被质量和能量弯曲的爱因斯坦广义相对论中，有一个古老的预言——质量的加速会在这个宇宙的时空结构中产生涟漪，也就是所谓的引力波。但爱因斯坦的引力仍然是一个古典物理学概念。
首先，在爱因斯坦的概念中，空间和时间是连续的实体，无法进行细分;其次，在甚小的距离和甚大的场中，爱因斯坦的理论预言会失效(得不出有意义的解);最后，我们无法为固有的量子系统——如双缝实验中的电子进行引力场计算。
人们极为期待在某个层次上，引力会展现出它的量子本性，虽然到目前为止，还没有任何实验可以证明这一点。但随着人类直接探测引力波获得成功，我们有理由相信，引力波，能够成为我们展现引力量子本性的关键。
在引力场中加速的任何质量都会产生引力波，它是一种能以光速在空间中传播的能量形式。人们用了六十年时间才获得引力波存在的首个间接证据，因为引力波的强度要大到能够被我们检测到，需要有极强的引力场——需要有极大的质量在极短的距离内相互加速——才能产生可供感知的变化。宇宙中合格的候选者只有黑洞和中子星，它们体积最小，质量最大，也最紧凑。但众所周知，这些天体极难观测，因为它们根本不发光，或极为黯淡。
所幸的是，有一种中子星——脉冲星是可以被观测到的，因为它们会一边高速旋转，一边通过两极释放出无线电波。天文学家可以把这些天体当作宇宙中的精确钟表，但如果它们正好围绕着别的坍缩天体(中子星或黑洞)运行，它们的轨道就会衰减，失去的能量就会以引力波的形式向外释放。
这类引力波的间接证据早在1970年代和1980年代就已经获得，中子星轨道的衰减情况与广义相对论的预言精确相符。但直到2016年2月，人们才获得了这种相对论现象的确凿证据。两个13亿光年外黑洞的合并，失去了三个太阳的质量，这些质量转化成了引力波，以光速穿越了宇宙，使两个LIGO观测站的激光束发生了尺度不到一个质子百分之一的伸缩。对这些信号的直接检测结果告诉我们，引力波确实能够像涟漪一样在宇宙中传播。
在时空中，引力波曾经有过一个纯粹的量子起源——宇宙的暴胀。在这个空间以指数级膨胀的时期，量子涨落存在于所有场中，且遍布整个宇宙，这其中就包括了引力场的涨落。在这些涨落中，有一些(如标量涨落)引发了空间的密度差异，并进一步导致了星系、星系群和星系团的逐渐形成;有一些(如张量涨落)导致了引力波的产生。
宇宙的历史。美国国家科学基金会
这些涨落会以非常特殊的方式与宇宙中的光子发生作用，理论上，光会发生可供检测的偏振。假如暴胀产生的引力波高于某个级别，这样的偏振信号就可以在大爆炸的余晖——宇宙微波背景中被检测到。
学者们多年前就开始对此进行检测。虽还未找到可信的结果，但当前和未来所进行的实验要比过去灵敏100倍以上。假如能够发现来自暴胀期引力波的真实信号，那这种引力波和LIGO发现的会有极大差异，因为这种引力波起源于量子;单靠传统的广义相对论，我们无法对它作出解释。
假如暴胀引发的引力波级别太小，那这个预言就会失败。但成功的可能性是存在的，如果是这样，那这就是一种终极引力波信号——一种量子起源的引力波，进而能够证明引力可以用量子力学加以诠释。在我们期待出现一种纯量子化的、更为基础的引力理论的同时，发现引力是一种基本的量子作用力将会是一个巨大的飞跃。LIGO本身也许无法帮助我们做到这一点，但引力波很可能会成为最后一块丢失的拼图。
